Come si fa a capire come evitare il degrado di una batteria durante i cicli di carica e scarica? Semplice, bisogna guardarci dentro. Facile a dirsi, un po’ meno a farsi. Ma i ricercatori del dipartimento di fisica della Chalmers, università con sede a Goteborg, in Svezia, hanno trovato il modo di farlo.
Guidati dal professor Aleksandar Matic, hanno messo a punto un sistema che permette di scansionare tridimensionalmente e in tempo reale l’interno di batterie al litio metallico per capire cosa accade nelle singole celle e individuare cosa porta al degrado delle stesse.
Si usano i raggi X
“Abbiamo aperto una nuova finestra per capire le batterie al litio metallico del futuro. Quando possiamo studiare esattamente cosa succede al litio in una cella durante il ciclo, otteniamo importanti conoscenze di ciò che influenza il suo funzionamento interno e in questo modo, sul lungo periodo, potremmo intervenire per migliorare questo tipo di batterie", ha affermato il professor Matic.
La sperimentazione di questo nuovo metodo è avvenuta in Svizzera, presso lo Swiss Light Source che si trova appena fuori Zurigo. Il metodo, che sfrutta la microscopia tomografica a raggi X, ha permesso di osservare la formazione di dendriti e altre microstrutture di litio all’interno di una cella.
“È stato incredibile vedere cosa succedeva dentro la cella – ha affermato ancora Matic –. Anche perché il metodo ha funzionato correttamente sin da principio. Abbiamo visto il litio creare grandi strutture aghiformi in tempo reale. Non era mai successo prima”.
Dannati dendriti
Il progetto di ricerca condotto dai ricercatori svedesi assume un valore fondamentale perché consente di capire meglio le batterie al litio metallico. Si tratta di accumulatori che, rispetto a quelli agli ioni di litio, hanno maggiore densità energetica e anche un costo inferiore, merito dell’anodo in litio metallico anziché in grafite.
Però degradano troppo in fretta. Perché il litio forma dendriti e perde efficienza ad ogni ciclo di carica o scarica. “Per capire come evitare che questo accada, è necessario avere una panoramica precisa di come si comporta l’anodo in tempo reale – ha spiegato Chalmers Matthew Sadd, primo autore dello studio insieme a Shinzhao Xiong – e ora abbiamo uno strumento per farlo”.
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